Simulation der Kunststoffverarbeitung hebt Augmented Reality dank des Projekts AMPLI auf eine neue Ebene

Das im Februar 2020 gestartete und im Rahmen von EIT Manufacturing unterstützte Projekt AMPLI, das aus einem Konsortium von fünf Partnern, der ESI Group (Paris:ESI), der Koordinatorin des Projekts, Whirlpool, IPC (Innovation Plasturgie Composites), ENSAM und LMS (Labor für Fertigungssysteme & Automatisierung) besteht, kombiniert die Vorzüge von Simulation und Augmented Reality, um Produktionstechnikern Wissen und Informationen in Echtzeit zur Verfügung zu stellen. Das Projekt wird die digitale Transformation europäischer Fabriken einen wichtigen Schritt nach vorne bringen.

Die Kunststoffindustrie hat bereits Befähigungstechnologien eingeführt, die eine Null-Fehler-Fertigung ermöglichen und die Flexibilität der Arbeitszellen verbessern, wie beispielsweise In-Mould-Sensoren, Inline-Qualitätskontrolle, autonome Geräte oder prädiktive Modelle. Augmented Reality (AR) bietet neue Möglichkeiten zur Interaktion sowohl mit Maschinen als auch mit Fertigungs- und Produktmodellen. Für eine weitere Verbreitung sind die bestehenden AR-Werkzeuge jedoch noch nicht ausreichend spezialisiert und müssen eigene Plattformen für alle Industriezweige bieten.

Ziel des Projekts AMPLI ist die Bereitstellung von Wissen und Informationen in Echtzeit für Maschinenbediener, um die Entscheidungsfindung und Arbeitsverfahren zu verbessern. Dies soll mit der Entwicklung eines AR-Tools geschehen, das auf die Wertschöpfungskette der Polymerformgebung in der Produktion ausgerichtet ist. Das AR-Werkzeug wird auf kombinierten Erkenntnissen aus dem Kunststoffbereich (aus Anpassung, Produktion und Wartung) und der Integration der numerischen Simulation basieren.

Das Projekt AMPLI verfolgt drei Hauptziele:

• Verbesserung der Fertigungseffizienz
  • Reduzierung der Anpassungszeit einer Arbeitszelle: -10%
  • Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit durch prädiktive Wartung: +8%
  • Verkürzung der Ausbildungszeit der Arbeitskräfte: -25%.
  • Senkung von Ausschuss: -10%.
• Behebung von Qualifikationsdefiziten durch Erfassung und Weitergabe von Prozesswissen
• Steigerung der Attraktivität der Produktionsarbeit durch vermehrten Einsatz digitaler Werkzeuge, was junge Menschen anspricht. Die Aufgaben werden dadurch visueller und zugänglicher und erleichtern so die Ausbildung.

Dem Ansatz des Projekts AMPLI zufolge sollen physikalisch realistische virtuelle Objekte in eine reale Umgebung eingebettet werden und interaktiv sein. Er basiert auf der Verbesserung der AR-Mechanismen und Verwendbarkeit durch:

• eingebettete Prozesssimulationsergebnisse durch ein reduziertes Ordnungsmodell
• personalisierte Schnittstelle für die Verarbeitung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen durch die Kombination von Messdaten aus der Fertigungszelle und Informationen aus Modellen

Das im Rahmen von EIT Manufacturing (Europäisches Technologie- und Innovationsinstitut) geförderte Projekt wird von einem Konsortium von fünf europäischen Partnern unter der Leitung der ESI Group unterstützt. Die Konsortiumspartner werden gemeinsam ein Jahr lang an der Entwicklung, Erprobung und Validierung von AR- und Simulationstechnologie für einen Thermoformprozess arbeiten.

ESI wird als Integrator des Gesamtergebnisses auf der Grundlage des vorhandenen AR-Tools fungieren. Dieser Schritt wird besonders anspruchsvoll und wichtig sein, da AR nur mithilfe von Echtzeit-Informationen effizient ist und dies wird ohne die Expertise und Innovationstechnologien wie die Plattform für reduzierte Ordnungsmodelle von ESI nicht möglich sein. IPC wird sein Fachwissen im Bereich der Einstellung und Überwachung sowie seine Fähigkeiten in Maschinen-Interoperabilität und Prozesssteuerung als Orientierungshilfe für das Projekt bereitstellen. Darüber hinaus simuliert IPC derzeit den Thermoformprozess mit der Software PAM-FORM von ESI.

LMS verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von AR-Anwendungen für den Produktionssektor zur Unterstützung verschiedener Lebenszyklusschritte. Neben anderen AR-Anwendungen hat LMS eine AR-Lösung zur Unterstützung der Wartungsphase von Spritzgussformen entwickelt.

ENSAM wird AR-Funktionen entwickeln, um die Simulation von Fertigungsprozessen mit der Realität zu kombinieren.

Der Kunststoffverarbeiter Whirlpool wird Anforderungen und einen Pilotfall rund um Thermoformen erarbeiten, um das Produkt im industriellen Maßstab zu testen und zu validieren.

Im Rahmen des Projekts AMPLI wird ein neues, auf AR basierendes Produkt auf den Markt gebracht, das die Erkenntnisse aus dem Kunststoffbereich und die Simulation als Differenziator integriert.

Mittelfristig sollen diese Vorzüge auf andere Produktionsverfahren übertragen werden.

Projekttitel: Erweiterte Formgebung zur Einstellung und Überwachung der Herstellung von Kunststoffprodukten
Projektdauer: 12 Monate
Projektkonsortium: ENSAM, ESI Group, IPC, LMS, Whirlpool

Über ESI

Die 1973 gegründete ESI Group ist ein führender Innovator von Virtual-Prototyping-Lösungen und ein globaler Wegbereiter des industriellen Wandels. Dank des einzigartigen Know-hows des Unternehmens im Bereich Werkstoffphysik hat es in den letzten 45 Jahren fortschrittliche Simulationsmöglichkeiten entwickelt und verfeinert. ESI hat Lücken im herkömmlichen Ansatz zum Product Lifecycle Management (PLM) erkannt und eine ganzheitliche Methodik rund um die industrielle Produktivität und Produktleistung im gesamten Lebenszyklus entworfen, den Product Performance Lifecycle™, von der Entwicklung über die Fertigung bis hin zum Betrieb.

ESI ist in mehr als 20 Ländern und in den wichtigsten Industriesektoren vertreten und beschäftigt 1200 hochqualifizierte Mitarbeiter. Im Jahr 2019 betrug sein Proforma-Umsatz 146,2 Millionen Euro. Der Hauptsitz des Unternehmens ist in Frankreich und seine Aktien sind im Compartment B der Euronext Paris notiert.

Weitere Informationen erhalten Sie auf www.esi-group.com.

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Über das EIT und EIT Manufacturing

Das Europäische Technologie- und Innovationsinstitut (EIT) ist eine Einrichtung der Europäischen Union und wesentlicher Bestandteil des Programms "Horizont 2020". Das EIT fördert Innovatoren, um ihre besten Ideen in Produkte, Dienstleistungen und Arbeitsplätze für Europa umzusetzen. Das EIT besteht aus acht Wissens- und Innovationsgemeinschaften: EIT Manufacturing, EIT Climate-KIC, EIT Digital, EIT Food, EIT Health, EIT InnoEnergy, EIT RawMaterials und EIT Urban Mobility.

Das Hauptziel von EIT Manufacturing ist die Vereinigung europäischer Akteure mit Schwerpunkt auf der Fertigung in Innovationsökosystemen, die einen einzigartigen Mehrwert für europäische Produkte, Prozesse und Dienstleistungen bieten und die Schaffung einer weltweit wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Fertigung anregen. EIT Manufacturing ist eine Partnerschaft von mehr als 50 Organisationen (Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen), darunter unter anderem Volkswagen, Volvo, die Technische Universität Darmstadt, das französische Zentrum für alternative Energien und Atomenergie (CEA), Siemens, die Slowakische Technische Universität in Bratislava, Phillips, Procter & Gamble und Whirlpool Europe.

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